流体力学复习资料,亲自整理。..doc

绪论 重度：指流体单位体积所受的重力，以γ表示。 对于非均质流体： 对于均质流体： 单位:牛/米3（N/m3） 不同流体ρ、γ不同，同一流体ρ、γ随温度和压强而变化。 在1标准大气压下：表1.1(P5) 蒸馏水：4oC，密度1000kg/m3，重度9800 N/m3 ； 水银：0oC，密度13600kg/m3，重度133280 N/m3 ； 空气：20oC，密度1.2kg/m3，重度11.76N/m3 ； 粘性 流体平衡时不能抵抗剪切力，即平衡时流体内部不存在切应力。 流体在运动状态下具有抵抗剪切变形能力的性质，称为粘性。 内摩擦切应力τ＝T/A T=F A为平板与流体的接触面积。 粘性只有在流体运动时才显示出来，处于静止状态的流体，粘性不表现有任何作用。 由牛顿流体的条件可知，若流体速度为线性分布（板距h、速度u0不大） 板间y处的流速为： 切应力为： 系数μ称为流体的动力粘性系数、动力粘度、绝对粘度； 若流体速度u为非线性分布 流体内摩擦切应力τ： 凡是内摩擦力按该定律变化的流体称为牛顿流体，如空气、水、石油等；否则为非牛顿流体。 牛顿流体 切应力与速度梯度是通过原点的线性关系。 非牛顿流体 塑性流体：如牙膏、凝胶等 有一初始应力，克服该应力后其切应力才与速度梯度成正比。 假塑性流体：如新拌混凝土、泥石流、泥浆、纸浆 速度梯度较小时，τ对速度梯度变化率较大； 速度梯度较大时，τ对速度梯度的变化率逐渐降低。 胀塑性流体：如乳化液、油漆、油墨等 速度梯度较小时，τ对速度梯度变化率较小； 速度梯度较大时，τ对速度梯度的变化率渐变大。 流体的运动粘度 是动力粘性系数μ与其密度ρ之比，用ν表示 若两种流体密度相差不多，单从ν值不好判断两者粘性大小。 只适用于判别同一流体（密度近似恒定）温度、压强不同时粘性变化。 动力粘度μ的单位是牛·秒/米2（N·s/m2）或帕·秒（Pa·s）； 运动粘度ν的单位是米2/秒（m2/s）。 液体和气体的粘度变化规律截然不同： 液体的运动粘度系数随温度升高而减小; 气体的运动粘性系数随温度升高而增大。 原因：两者粘性产生的原因不同 液体 产生粘性的主要原因是液体分子间的内聚力（引力），分子间距小，内聚力较强，阻止质点间相对滑动而产生内摩擦力，表现液体粘性。 当温度升高时，分子间距增大，分子间内聚力减小，阻止相对滑动的内摩擦力减小，所以粘性减小。 气体 产生粘性的主要原因是气体分子不规则热运动，在相邻流体层间发生动量的交换，阻止质点间相对滑动，呈现出粘性。 当温度升高时，气体分子不规则热运动增强，分子交换频繁，动量交换加剧，阻止相对滑动的内摩擦力增大，所以粘性增大。 粘性只有在流体运动时才显示出来，处于静止状态的流体，粘性不表现有任何作用。 理想流体：一种假想的无粘性的流体，μ=0。 实际不存在，只是一种假想的物理模型； 认为流体在运动时不存在内摩擦力。 流体力学的研究方法： 将实际流体假想为理想流体，找出运动规律后，再考虑粘性影响，修正后用于实际流体。 压缩性和膨胀性 流体的密度、体积会随着温度、压强的变化而改变。 温度一定时，流体体积随压强的增加而缩小的特性称为流体的压缩性； 压强一定时，流体体积随温度的升高而增大的特性称为流体的膨胀性。 液体压缩性大小以体积压缩系数βp表示 当温度一定时，每增加单位压强所引起的体积相对变化量 米2/牛 因为压强增加，体积减小，故冠以负号，使βp永为正值。 也可用密度ρ的变化代替体积V的变化 因ρ＝m/V,当液体质量m为定值时，有 则： 弹性模量E：体积压缩系数的倒数 液体的膨胀性大小用体积膨胀系数βt表示 当压强一定时，每增加单位温度所产生的体积相对变化量，即 1/oC 压强与温度的变化，引起气体体积的显著变化，密度或重度也随之变化。 其关系用完全气体状态方程表示 p为气体的绝对压强，牛/米2； T为气体的绝对温度，K； R为气体常数， ，牛·米/千克·开。 干燥空气分子量29，R＝287；中等潮湿空气R＝288。 为研究问题方便，将流体的压缩系数和膨胀系数都看作零，为不可压缩流体。 该流体的体积与温度、压强无关，其密度和重度为恒定常数。 绝对不可压缩流体不存在。 欧拉提出了流体的连续介质假说：